鋼筋混凝土煙囪設計計算方法的改進研究和地震倒塌分析.pdf

1、煙囪是工業(yè)生產不可缺少的工程項目，鋼筋混凝土煙囪是目前我國應用最為廣泛的煙囪結構形式之一。隨著中國在海外承擔的工程建設項目越來越多，而大量涉外工程要求采用美國規(guī)范進行設計，因此了解中美煙囪設計規(guī)范的差異，借鑒美國規(guī)范并不斷完善中國煙囪設計規(guī)范是非常必要的。近些年來，為了提高煙囪的排煙能力和燃料利用率，煙囪的高度不斷增加。高聳煙囪對地震作用極其敏感。現(xiàn)行煙囪設計規(guī)范主要通過概念設計和構造措施實現(xiàn)抗震設防目標，因此，在某些情況下煙囪仍有可能

2、發(fā)生破壞或者倒塌?；诮Y構性能的地震易損性分析，可以更好地確定并評估不同性能目標要求下結構的抗倒塌風險。
　　本研究主要內容包括：⑴基于中國《煙囪設計規(guī)范》（GB50051-2013）和美國《鋼筋混凝土煙囪設計規(guī)范》（Design and Construction of Reinforced Concrete Chimneys，ACI307-08），從基本風速、順風向風荷載、橫風向共振判斷、荷載組合、環(huán)向風彎矩、附加彎矩、正截面極

3、限承載力計算方法和其他設計規(guī)定等方面對鋼筋混凝土煙囪設計及計算方法進行了全面對比分析。結果表明，兩國規(guī)范在煙囪設計和計算方法上均存在一定差異。⑵采用分層組合模型，對鋼筋混凝土煙囪截面開展了彎矩-曲率（M-φ）非線性分析，分別計算了承載能力和正常使用極限狀態(tài)下風荷載產生的附加彎矩，結合我國規(guī)范計算方法確定了剛度折減系數(shù)。另外，分析了承載能力極限狀態(tài)下豎向鋼筋配筋率對煙囪剛度折減系數(shù)的影響規(guī)律。研究表明，按照我國規(guī)范計算附加彎矩時，剛度折減

4、系數(shù)取值偏于保守，考慮到美國規(guī)范沒有附加彎矩的要求，建議對我國煙囪設計規(guī)范中剛度折減系數(shù)進行適當提高。在一定配筋范圍內，附加彎矩隨配筋率的增加而減少。⑶基于增量動力分析（IDA）方法，提出了適用于鋼筋混凝土煙囪結構的地震易損性分析方法。利用 OpenSees軟件建模，分析了煙囪不同高度截面曲率延性系數(shù)最大值隨地震強度增加的變化規(guī)律，確定了四個地震水準下不同性能的超越概率，并對比研究了筒壁開孔洞對煙囪結構易損性的影響規(guī)律。通過工程實例計算